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开普勒442b

天球赤道座标：星图 19h 01m 27.98s, +39° 16′ 48.30″
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Kepler-442b[1][2][3]
太阳系外行星 太阳系外行星列表

开普勒442b（左）与地球体积比较。
母恒星
母恒星 开普勒442
星座 天琴座[2]
赤经 (α) 19h 01m 27.98s
赤纬 (δ) +39° 16′ 48.30″
距离1120; 1100[2] ly (342[3] pc)
物理性质
质量(m)～2.34 M🜨
半径(r)1.340[3] R🜨
辐射功率(F⊙)0.66[3] 🜨
温度 (T) 260 K（−13 °C）[3] K
轨道参数
半长轴 (a) 0.40900 AU
轨道离心率 (e) 0.04 (+0.08, −0.04)[3]
公转周期 (P) 112.30530000 d
轨道倾角 (i) 89.940°
发现
发现时间 2015[3][4]
发现者
发现方法 凌日法
发现地点 开普勒空间望远镜
发表论文 已发表论文
其他名称
KOI-4742.01; Kepler-442 b; KOI-4742 b; K04742.01; WISE J190127.98+391648.2 b; KIC 4138008 b; 2MASS J19012797+3916482 b
数据库参考
太阳系外行星
百科全书		data
SIMBADdata

开普勒442b（Kepler-442b，旧称 KOI-4742.01），是一颗确认存在的体积与地球相近的类地球太阳系外行星，位于橙矮星开普勒442的适居带[5]，距离地球约1,120光年（342秒差距），在天球上位于天琴座[1][2]。该行星是由开普勒空间望远镜以观测行星通过母恒星盘面前，使恒星光度微幅下降的凌日法发现。美国国家航空航天局（NASA）于2015年1月6日宣布确认发现该行星[1]。

概要

母恒星

开普勒442是一颗橙矮星（K型主序星）质量为0.61M☉，半径为0.59R☉，表面温度为4129°C[6]。它的金属丰度估计为-0.37，低于太阳的金属丰度，表明重元素（除了氢和氦之外的所有元素）相对稀缺[7]。

橙矮星的尺寸相对较小且寿命较长，尽管没有红矮星的寿命长，但与太阳的100亿年相比，它们可以在主序星时期停留150至300亿年[8]。虽然恒星的生命周期相对于质量和光度成反比，但最小的恒星，M型主序星和低质量K型主序星还是会给生命的演化发展带来严重的问题[9]。恒星刚诞生时，恒星活动会非常高，可产生大量的耀斑，并散发出充满带电粒子的恒星风。这一时期的持续时间取决于恒星的大小，恒星越小，持续时间会越长，红矮星的这一时期最长约可持续30亿年，像太阳这样的G型主序星则为5亿年[10]。此外，它较小的尺寸也会影响宜居带的位置和范围，进而影响围绕它们运行的潜在适居行星——这些行星可能会被它们的恒星潮汐锁定，由于流体动力学逃逸而失去大气层，缺乏有效的磁场等等[10]。

不过，专家们一致认为，像开普勒442这样的介于红矮星和像太阳这样的黄矮星之间的K型主序星，可能最适合生命存在。橙矮星更稳定，寿命更长，变化更少，并且最重要的是，它们周围的任何潜在适居行星和地球相比都暴露在更少的紫外线辐射下，没有显现出红矮星或低质量橙矮星的缺点[11]。

开普勒442系统的年龄未知，下限为27亿年，上限为81亿年，其中29亿年为最有可能的值。作为参考，太阳系已有45.68亿年的历史[12]。

尺寸

开普勒442b的体积稍大于地球，半径为地球的1.34倍[5]，质量的估计值为2.34M🜨，轨道周期112.3日[1][2]。实际上开普勒442b的质量和半径（如果真的是这些预测数值的话）处于专家确定的维持生命演化发展的最佳状态——大约2M🜨，并且可以保持与地球相似的密度[6][13]。像这样的行星体对应的密度为5.35g/cm³，几乎与地球的5.515g/cm³相同;它的重力将比地球的重力大30%——对于人类来说这是一个可以容忍的差异，这意味着一个大约80公斤的人位于开普勒442b的表面上时，他的体重将略高于100公斤[14]。Kepler-442b半径比地球大34%——这与地球和火星的尺寸相差较小，火星的半径是地球的53%[15]。

考虑到开普勒442b的质量和半径小于HARPS-N团队在最近的一项研究中所标记的6M🜨和1.6R🜨——这两个值是类地行星和气态行星的分界线，有超过60%的概率它将是像金星和地球这样的主要由硅酸盐和铁组成的星球[16][17][18]。但是，位于质量较小恒星的宜居带的系外行星往往会比地球积聚更多的水，考虑到这一点，再加上开普勒442的金属丰度较低，以及系统的其他数据缺乏，这就表明不能排除开普勒442b是一颗海洋行星的可能性[19]

关于开普勒442b是一颗海洋行星的可能性，在宣布发现开普勒62e和开普勒62f的会议期间，专家们公开了基于这些行星的计算机模型的模拟结果，结果表明，通常重元素更丰富的多行星系统中，靠近恒星的行星所含的重元素比距离更远的行星会更丰富，这意味着更远的行星有可能是海洋行星[20]。开普勒442b在开普勒442系统中的位置增加了这样一种可能性，即存在其他尚未在较低轨道上被发现的低质量行星，使其成为第四或第五近的行星，在这种情况下，不能排除它是一颗遵循开普勒62e和开普勒62f模式的海洋行星的可能。在系统中寻找其他行星将允许应用提丢斯-波得定则来估计系统中行星的数量以及它们相对开普勒442b的位置[21]。

表面温度

开普勒442b的轨道[22]

如果开普勒442b具有与地球相似的大气层，那么它的表面温度将是-2.65 ℃，根据PHL行星宜居性温度分类，这种情况下的开普勒442b会是一个冷行星（用来描述平均温度在-50℃—0℃之间的潜在宜居行星的术语）。[23]尽管如此，它仍然处于开普勒442系统可居住区的内边缘区域，虽然它的轨道半径小于地球—为0.41天文单位，轨道周期为112天。[24][25]作为参考，PHL的HZD （页面存档备份，存于互联网档案馆）[26]从理论上讲，接近于0的行星可能比接近-1或+1的行星更适合生命。据其发现者称，开普勒442b有96.9%的几率在其恒星的宜居带内运行。[27]

潮汐锁定

低质量恒星宜居带内的行星被潮汐锁定是很常见的，它们的自转周期与公转周期同步，因此面向恒星的一面始终不变[28]，鉴于此，这些行星将拥有永恒的昼半球和夜半球。对于生命来说，这将是一个潜在的问题，例子有：

  1. 在这种情况下，潮汐锁定有可能会削弱行星的磁场，甚至使其磁场近乎或完全消失。
  2. 会导致大气层在夜半球冻结，使昼半球过度暴露在恒星的影响下，诸如此类[29]。

大气

地球相似指数

适居性

开普勒442b被宣布发现时是宣称它位于液态水可存在于该行星表面的适居带。它因为其体积与推测表面温度，被描述为至今所发现最类似地球的行星之一（英语：Earth analog）[1][2]。

开普勒空间望远镜发现、值得注意的太阳系外行星
已确认位于适居带内的体积较小系外行星：
（开普勒62e、开普勒62f、开普勒186f、开普勒296e（英语：Kepler-296e）、开普勒296f（英语：Kepler-296f）、开普勒438b、开普勒440b、开普勒442b）
（开普勒空间望远镜团队于2015年1月6日宣布发现）[1]

与其它行星的比较

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Clavin, Whitney; Chou, Felicia; Johnson, Michele. NASA's Kepler Marks 1,000th Exoplanet Discovery, Uncovers More Small Worlds in Habitable Zones. NASA. 2015-01-06 [2015-01-06]. （原始内容存档于2015-01-07）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Sample, Ian. Kepler 438b: Most Earth-like planet ever discovered could be home for alien life. The Guardian. 2015-01-07 [2015-01-07]. （原始内容存档于2015-01-06）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Torres, Guillermo; Kipping, David M.; Fressin, Francois; Caldwell, Douglas A.; Twicken, Joseph D.; Ballard, Sarah; Batalha, Natalie M.; Bryson, Stephen T.; Ciardi, David R.; Henze, Christopher E.; Howell, Steve B.; Isaacson, Howard T.; Jenkins, Jon M.; Muirhead, Philip S.; Newton, Elisabeth R.; Petigura, Erik A.; Barclay, Thomas; Borucki, William J.; Crepp, Justin R.; Everett, Mark E.; Horch, Elliott P.; Howard, Andrew W.; Kolbl, Rea; Marcy, Geoffrey W.; McCauliff, Sean; Quintana, Elisa V. Validation of Twelve Small Kepler Transiting Planets in the Habitable Zone. 2015. arXiv:1501.01101 可免费查阅 [astro-ph.EP]. 
  4. ^ Staff. Planet Kepler-442 b. The Extrasolar Planets Encyclopaedia. 2015 [2015-01-11]. （原始内容存档于2015-01-12）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Gilster, Paul. AAS: 8 New Planets in Habitable Zone. Centauri-dreams.org. 2015-01-06 [2015-01-09]. （原始内容存档于2015-01-09）. 
  6. ^ 6.0 6.1 PHL系外行星目錄. [2021-08-17]. 原始内容存档于2021-08-17. 
  7. ^ NASA系外行星目錄. 
  8. ^ Cain, Fraser(2009年2月4日). 主序星. 今日宇宙. [2022年1月3日]. （原始内容存档于2022年1月3日）. 
  9. ^ Choi, Charles(2012年2月23日). Red Dwarf Stars May Be Best Chance for Habitable Alien Planets. Space.com. [2022年1月3日]. （原始内容存档于2022年1月3日）. 
  10. ^ 10.0 10.1 Schirber, Michael(2009年4月9日). 生命可以在紅矮星周圍繁衍生息嗎？. Space.com. [2022年1月3日]. （原始内容存档于2022年1月3日）. 
  11. ^ Heller, René; Armstrong, John (2014). 超級適居世界. 天体生物学. [2022-01-03]. （原始内容存档于2021-12-29）. 
  12. ^ EFE (2010年8月22日). 太陽系的起源比先前認為的早了兩百萬年. [2014-08-10]. 原始内容存档于2014-08-10. 
  13. ^ Heller, René; Armstrong, John (2014). 超級適居世界 第6頁. [2022-01-03]. （原始内容存档于2021-12-29）. 
  14. ^ 波多黎各大学阿雷西博分校. 行星可居住性實驗室. [2021-11-14]. 原始内容存档于2021-11-14. 
  15. ^ Cain, Fraser(2008年12月19日). 火星與地球的比較. 今日宇宙. [2015-12-05]. （原始内容存档于2022-01-04）. 
  16. ^ Rogers, Leslie A. (2015). 大多數1.6地球半徑的行星都不是岩石行星. 天体物理学杂志. [2015-03-02]. （原始内容存档于2022-01-04）. 
  17. ^ 哈佛-史密森天体物理中心. 新儀器揭示了其他類地行星的組成. [2015-01-15]. （原始内容存档于2022-02-17）. 
  18. ^ Wall, Mike(2015年1月6日). 8個新發現的外星世界可能可以支持生命的存在. Space.com. [2015-01-07]. （原始内容存档于2022-01-04）. 
  19. ^ Choi, Charles Q.(2015年2月17日). 環繞紅矮星運行的行星可能可以在生命週期內維持濕潤. Space.com. [2015-02-17]. （原始内容存档于2022-01-04）. 
  20. ^ Wall, Mike(2013年4月18日). What Might Alien Life Look Like on New 'Water World' Planets?. Space.com. [2013-04-19]. （原始内容存档于2022-01-04）. 
  21. ^ Lam, Anson(2014年5月19日). 在系外行星上測試提丟斯-波德定律. astrobites. [2014-05-19]. （原始内容存档于2022-01-04）. 
  22. ^ https://web.archive.org/web/20120108040818/http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/results
  23. ^ https://web.archive.org/web/20190521010035/http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data/database
  24. ^ https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/overview/Kepler-442%20b#planet_Kepler-442-b_collapsible
  25. ^ https://web.archive.org/web/20180930101624/http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/data
  26. ^ https://web.archive.org/web/20190511175031/http://phl.upr.edu/library/notes/habitablezonesdistancehzdahabitabilitymetricforexoplanets
  27. ^ 存档副本. [2022-09-12]. （原始内容存档于2022-10-24）. 
  28. ^ Walker, Lindsey N. (2014年6月11日). Red dwarf planets face hostile space weather within habitable zone. [2023-01-15]. （原始内容存档于2023-01-15）. 
  29. ^ Redd, Nola T. (2011年12月8日). Tidal locking could render habitable planets inhospitable. [2023-01-15]. （原始内容存档于2023-01-15）. 

外部链接

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